In der Physik ist Radiation ein Prozess, in dem energische Partikeln oder energische Wellen durch ein Medium oder Raum reisen. Zwei Typen der Radiation werden in der Weise allgemein unterschieden, wie sie mit normaler chemischer Sache aufeinander wirken: ionisierende und nichtionisierende Strahlung. Die Wortradiation wird häufig in der Verweisung auf die ionisierende Strahlung umgangssprachlich verwendet (d. h., Radiation, die genügend Energie hat, ein Atom zu ionisieren), aber der Begriff Radiation kann sich richtig auch auf die nichtionisierende Strahlung (z.B, Funkwellen, Hitze oder sichtbares Licht) beziehen. Die Partikeln oder Wellen strahlen (d. h., Reisen aus, das in allen Richtungen äußer ist) von einer Quelle. Dieser Aspekt führt zu einem System von Maßen und physischen Einheiten, die auf alle Typen der Radiation anwendbar sind.

Sowohl ionisierende als auch nichtionisierende Strahlung kann für Organismen schädlich sein und kann auf Änderungen zur natürlichen Umgebung hinauslaufen. Im Allgemeinen, jedoch, ist ionisierende Strahlung für lebende Organismen pro Einheit der Energie viel schädlicher, die abgelegt ist als nichtionisierende Strahlung, da die Ionen, die durch die ionisierende Strahlung sogar an niedrigen Strahlenmächten erzeugt werden, das Potenzial haben, um DNA-Schaden zu verursachen. Im Vergleich ist der grösste Teil der nichtionisierenden Strahlung für Organismen nur im Verhältnis zur Thermalenergie abgelegt schädlich, und wird harmlos an niedrigen Mächten herkömmlich betrachtet, die bedeutenden Temperaturanstieg nicht erzeugen. Die Ultraviolettstrahlung in einigen Aspekten besetzt einen Mittelgrund, indem sie einige Eigenschaften sowohl der ionisierenden als auch nichtionisierenden Strahlung hat. Obwohl fast das ganze ultraviolette Spektrum der Radiation zur gleichen Zeit in Ionen nichtzerfällt, beschädigt Ultraviolettstrahlung wirklich zu vielen Molekülen in biologischen Systemen viel mehr, als es durch die Heizung von Effekten verantwortlich gewesen wird (ein Beispiel ist Sonnenbrand). Diese Eigenschaften sind auf die Macht des Ultravioletts zurückzuführen, chemische Obligationen zu verändern, sogar ohne ziemlich genug Energie zu haben, Atome zu ionisieren.

Die Frage des Schadens zu biologischen Systemen wegen der Ionisieren- und Nichtionisationsradiation der niedrigen Macht wird nicht gesetzt. Meinungsverschiedenheit geht über mögliche Nichtheizungseffekten der nichtionisierenden Strahlung der niedrigen Macht, wie Nichtheizung der Mikrowelle und Funkwelle-Aussetzung weiter. Wie man gewöhnlich betrachtet, hat nichtionisierende Strahlung kein völlig sicheres tiefer beschränken, obwohl an einigen Energieniveaus neue Aussetzungen merkbar zur Hintergrundradiation nicht beitragen. Die Beweise, dass kleine Beträge von einigen Typen der ionisierenden Strahlung einen Nettogesundheitsvorteil in einigen Situationen zuteilen könnten, werden Radiation hormesis genannt.

Ionisierende Strahlung

Die Radiation mit der genug hohen Energie kann Atome ionisieren. Meistenteils kommt das vor, wenn ein Elektron abgezogen (oder "herausgeschlagen" "wird") von einer Elektronschale, die das Atom mit einer positiven Nettoanklage verlässt. Weil Zellen und wichtiger die DNA beschädigt werden kann, kann diese Ionisation auf eine vergrößerte Chance des Krebses hinauslaufen. Eine individuelle Zelle wird aus Trillionen von Atomen gemacht. Die Wahrscheinlichkeit des Verursachen-Krebses der ionisierenden Strahlung ist auf die absorbierte Dosis der Radiation, wie angepasst, für die zerstörende Tendenz des Typs der Radiation (gleichwertige Dosis) und die Empfindlichkeit des Organismus oder Gewebes abhängig, das (wirksame Dosis) wird bestrahlt.

Grob sprechend, zerfallen Fotonen und Partikeln mit Energien über ungefähr 10 Elektronvolt (eV) in Ionen. Alphateilchen, Beta-Partikeln, kosmische Strahlen, Gammastrahlung und Röntgenstrahl-Radiation tragen alle Energie hoch genug, um Atome zu ionisieren. Außerdem zerfallen freie Neutronen auch in Ionen, da ihre Wechselwirkungen mit der Sache unvermeidlich energischer sind als diese Schwelle.

Ionisierende Strahlung kommt aus radioaktiven Materialien, Röntgenstrahl-Tuben, Partikel-Gaspedalen, und ist in der Umgebung da. Es ist unsichtbar und durch menschliche Sinne nicht direkt feststellbar, so sind Instrumente wie Geigerzähler gewöhnlich erforderlich, seine Anwesenheit zu entdecken. In einigen Fällen kann es zu Sekundäremission des sichtbaren Lichtes auf die Wechselwirkung mit der Sache, als in der Radiation von Cherenkov und radioluminescence führen. Es hat vielen praktischen Nutzen in Medizin, Forschung, Aufbau und anderen Gebieten, aber präsentiert ein Gesundheitsrisiko, wenn verwendet, unpassend. Die Aussetzung von der Radiation verursacht dem lebenden Gewebe Schaden, auf Hautbrandwunden, Strahlenkrankheit und Tod an hohen Dosen und Krebs, Geschwülsten und genetischem Schaden an niedrigen Dosen hinauslaufend.

Elektromagnetische Radiation (hat manchmal EMR abgekürzt), nimmt die Form von selbst fortpflanzenden Wellen in einem Vakuum oder in der Sache an. EM Radiation hat einen elektrischen und magnetischen Feldbestandteil, die in der Phase-Senkrechte zu einander und zur Richtung der Energiefortpflanzung schwingen. Elektromagnetische Radiation wird in Typen gemäß der Frequenz der Welle eingeteilt, diese Typen schließen (in der Größenordnung von der zunehmenden Frequenz) ein: Funkwellen, Mikrowellen, terahertz Radiation, Infrarotradiation, sichtbares Licht, Ultraviolettstrahlung, Röntgenstrahlen und Gammastrahlung. Dieser haben Funkwellen die längsten Wellenlängen, und Gammastrahlung hat das kürzeste. Ein kleines Fenster von Frequenzen, genannt sichtbares Spektrum oder Licht, wird durch das Auge von verschiedenen Organismen gefühlt.

Das Ionisieren elektromagnetischer Radiation besteht dass darin, für den die Fotonen, die die Radiation zusammensetzen, Energien haben, die größer sind als ungefähr 10 Elektronvolt. Die Fähigkeit einer elektromagnetischen Welle (Fotonen), um ein Atom oder Molekül zu ionisieren, hängt so von seiner Frequenz ab, die die Energie eines Fotons der Radiation bestimmt. Eine Energie von 10 eV ist ungefähr 1.6 Joule, der eine typische Bindungsenergie eines Außenelektrons zu einem Atom oder organischem Molekül ist. Das entspricht einer Frequenz von 2.4 Hz und einer Wellenlänge von 125 nm (das ist im weiten ultraviolett). Die Radiation auf dem Ende der kurzen Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums, und über 125 nm, zerfällt in Ionen. Das schließt äußerst ultraviolett, Röntgenstrahlen und Gammastrahlung ein.

Der grösste Teil des ultravioletten Spektrums (der über Energien von 3.1 eV beginnt (400 nm) zerfällt in Ionen nicht, aber ist erwartet die Fähigkeit von einzelnen Fotonen dieser Energie noch biologisch gefährlich, elektronische Erregung in biologischen Molekülen zu verursachen, und so sie mittels unerwünschter Reaktionen zu beschädigen. Ein Beispiel ist Bildung von pyrimidine dimers in der DNA. Dieses Eigentum gibt dem ultravioletten Spektrum einige der Gefahren der ionisierenden Strahlung in biologischen Systemen ohne das wirkliche Ionisationsauftreten. Im sichtbaren Kontrastlicht und der längeren Wellenlänge besteht elektromagnetische Radiation, solcher als infrarot, Mikrowellen und Funkwellen, aus Fotonen mit zu wenig Energie, zerstörende molekulare Erregung zu verursachen, und so ist diese Radiation pro Einheit der Energie viel weniger gefährlich.

Alpha

Alphateilchen reisen mit Geschwindigkeiten über 5 % der Geschwindigkeit des Lichtes, aber sie wirken mit Sache sehr schwer aufeinander, und so an ihren üblichen Geschwindigkeiten dringen nur in einige Zentimeter Luft oder einige Millimeter des niedrigen Dichte-Materials ein (wie das dünne Glimmerschiefer-Material, das besonders in einige Geigerzähler-Tuben gelegt wird, um Alphateilchen in zu erlauben). Das bedeutet, dass Alphateilchen vom gewöhnlichen Alpha-Zerfall in Haut nicht eindringen und keinen Schaden Geweben unten verursachen. Einige sehr hohe Energiealphateilchen setzen ungefähr 10 % von kosmischen Strahlen zusammen, und diese sind dazu fähig, in den Körper und die sogar dünnen Metallteller einzudringen. Jedoch sind sie der Gefahr nur für Astronauten, da sie durch das magnetische Feld der Erde abgelenkt werden und dann seine Atmosphäre kurz vorbeigekommen sind.

Alpha-Radiation ist gefährlich, wenn Alpha ausstrahlende Radioisotope aufgenommen werden (hat geatmet oder hat geschluckt). Das bringt dem Radioisotop nahe genug zum Gewebe für die Alpha-Radiation dazu, Zellen zu beschädigen. Pro Einheit der Energie sind Alphateilchen am Zellschaden als Gammastrahlung und Röntgenstrahlen mindestens 20mal wirksamer. Sieh biologische Verhältniswirksamkeit für eine Diskussion davon. Beispiele von hoch giftigen Alpha-Emittern sind Radium, radon, und Polonium.

Beta

Beta - minus (β ) Radiation besteht aus einem energischen Elektron. Es zerfällt weniger in Ionen als Alpha-Radiation, aber mehr als Gamma. Die Beta-Radiation vom radioaktiven Zerfall kann mit einigen Zentimeter Plastik oder einigen Millimetern Metall angehalten werden. Es kommt vor, wenn ein Neutron in ein Proton in einem Kern verfällt, die Beta-Partikel und ein Antineutrino veröffentlichend. Die Beta-Radiation von linac Gaspedalen ist viel energischer und eindringend als natürliche Beta-Radiation. Es wird manchmal therapeutisch in der Strahlentherapie verwendet, um oberflächliche Geschwülste zu behandeln.

Beta - plus (β +) ist Radiation die Emission von Positronen, die Antimaterie-Elektronen sind. Wenn sich ein Positron zu Geschwindigkeiten verlangsamt, die denjenigen von Elektronen im Material ähnlich sind, wird der Positron ein Elektron vernichten, zwei Gammafotonen im Prozess veröffentlichend. Jene zwei Gammafotonen werden in (ungefähr) entgegengesetzten Richtungen reisen.

Neutron

Neutronen werden gemäß ihrer Geschwindigkeit kategorisiert. Neutronradiation besteht aus freien Neutronen. Diese Neutronen können entweder während der spontanen oder während veranlassten Atomspaltung, Kernfusionsprozesse, oder von irgendwelchen anderen Kernreaktionen ausgestrahlt werden.

Neutronen sind der einzige Typ der ionisierenden Strahlung, die andere Gegenstände, oder materiell, radioaktiv machen kann. Dieser Prozess, genannt Neutronaktivierung, ist die primäre Methode, die verwendet ist, um radioaktive Quellen für den Gebrauch in medizinischen, akademischen und industriellen Anwendungen zu erzeugen. Sogar verhältnismäßig niedrige Geschwindigkeit Thermalneutronen, die genug kinetische Energie individuell nicht tragen, um in Ionen zu zerfallen, wird Neutronaktivierung verursachen (tatsächlich, sie verursachen es effizienter). Solche Neutronen zerfallen "indirekt in Ionen."

Neutronen ionisieren Atome ebenso nicht, die Partikeln wie Protone beladen haben und Elektronen tun (Aufregen ein Elektron), weil Neutronen kostenlos haben. Jedoch reagieren beide langsamen und schnellen Neutronen mit den Atomkernen von vielen Elementen auf die Kollision mit jenen Kernen, nicht stabile Isotope schaffend und deshalb Radioaktivität in einem vorher nichtradioaktiven Material veranlassend. Das ist Neutronaktivierung.

Außerdem sind energiereiche (schnelllaufende) Neutronen in der Lage, Atome direkt zu ionisieren. Ein Mechanismus, durch den hohe Energieneutronen Atome ionisieren, soll den Kern eines Atoms schlagen und das Atom aus einem Molekül schlagen, ein oder mehr Elektronen zurücklassend, weil das chemische Band gebrochen wird. Das führt zu Produktion von chemischen freien Radikalen. Außerdem können sehr hohe Energieneutronen ionisierende Strahlung durch das "Neutron spallation" oder den Knock-Out verursachen, worin Neutronen Emission von energiereichen Protonen von Atomkernen (besonders Wasserstoffkerne) auf dem Einfluss verursachen. Der letzte Prozess gibt den grössten Teil der Energie des Neutrons zum Proton viel wie ein Billardball, der einen anderen schlägt. Die beladenen Protone und anderen Produkte von solchen Reaktionen zerfallen direkt in Ionen.

Energiereiche Neutronen dringen sehr ein und können große Entfernungen in Luft (Hunderte oder sogar Tausende von Metern) reisen und Entfernungen (mehrere Meter) in allgemeinen Festkörpern mäßigen. Sie verlangen normalerweise reiche Wasserstoffabschirmung, wie Beton oder Wasser, um sie innerhalb von Entfernungen weniger als eines Meters zu blockieren. Eine allgemeine Quelle der Neutronradiation kommt innerhalb eines Kernreaktoren vor, wo mit den Metern dicke Wasserschicht als wirksame Abschirmung verwendet wird.

Röntgenstrahl

Röntgenstrahlen sind elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge, die kleiner ist als ungefähr 10 Nanometer. Eine kleinere Wellenlänge entspricht einer höheren Energie gemäß der Gleichung E=hc/λ. ("E" ist Energie; "h" ist die Konstante von Planck; "c" ist die Geschwindigkeit des Lichtes; "λ" ist Wellenlänge.) Ein "Paket" von elektromagnetischen Wellen wird ein Foton genannt. Wenn ein Röntgenstrahl-Foton mit einem Atom kollidiert, kann das Atom die Energie des Fotons absorbieren und ein Elektron zu einem höheren Augenhöhlenniveau erhöhen, oder wenn das Foton sehr energisch ist, kann es ein Elektron vom Atom zusammen schlagen, das Atom veranlassend, in Ionen zu zerfallen. Allgemein wird ein größeres Atom mit größerer Wahrscheinlichkeit ein Röntgenstrahl-Foton absorbieren, da größere Atome größere Energieunterschiede zwischen Augenhöhlenelektronen haben. Das weiche Gewebe im menschlichen Körper wird aus kleineren Atomen zusammengesetzt als die Kalzium-Atome, die Knochen zusammensetzen, folglich gibt es eine Unähnlichkeit in der Absorption von Röntgenstrahlen. Röntgenstrahl-Maschinen werden spezifisch entworfen, um den Absorptionsunterschied zwischen Knochen und weichem Gewebe auszunutzen, Ärzten erlaubend, Struktur im menschlichen Körper zu untersuchen.

Gamma

Gamma (γ) Radiation besteht aus Fotonen mit einer Frequenz von größeren als 10 Hz. Gammastrahlung kommt vor, um den verfallenden Kern der Überenergie zu befreien, nachdem es entweder Alpha oder Beta-Radiation ausgestrahlt hat. Sowohl Alpha als auch Beta-Partikeln haben eine elektrische Anklage und Masse, und werden ziemlich wahrscheinlich so mit anderen Atomen in ihrem Pfad aufeinander wirken. Gammastrahlung wird aus Fotonen zusammengesetzt, die weder elektrische noch Massenanklage haben. Gammastrahlung dringt viel weiter durch die Sache ein entweder als das Alpha oder als die Beta-Radiation.

Gammastrahlung, die hoch energische Fotonen ist, dringt tief ein und ist schwierig anzuhalten. Sie können durch eine genug dicke Schicht des Materials angehalten werden, wo das Aufhören der Macht des Materials pro gegebenes Gebiet größtenteils (aber nicht völlig) auf seiner Gesamtmasse abhängt, ob das Material der hohen oder niedrigen Dichte ist. Jedoch, wie mit Röntgenstrahlen der Fall ist, fügen Materialien mit der hohen Atomnummer wie Leitung oder entleertes Uran einen bescheidenen (normalerweise 20 % bis 30 %) Betrag der anhaltenden Macht über eine gleiche Masse weniger - dichte und niedrigere Atomgewicht-Materialien (wie Wasser oder Beton) hinzu.

Nichtionisierende Strahlung

Die Energie der nichtionisierenden Strahlung ist weniger und anstatt beladene Ionen zu erzeugen, wenn sie Sache durchführt, die elektromagnetische Radiation hat nur genügend Energie, die oder elektronischen Rotationsschwingwertigkeitskonfigurationen von Molekülen und Atomen zu ändern. Die Wirkung, Formen der Radiation auf dem lebenden Gewebe zu nichtionisieren, ist nur kürzlich studiert worden. Dennoch werden verschiedene biologische Effekten für verschiedene Typen der nichtionisierenden Strahlung beobachtet.

Sogar "das Nichtionisieren" der Radiation ist dazu fähig, Thermalionisation zu verursachen, wenn es genug Hitze ablegt, um Temperaturen zu Ionisationsenergien zu erheben. Diese Reaktionen kommen an viel höheren Energien vor als mit der Nichtionisationsradiation, die verlangt, dass nur einzelne Partikeln in Ionen zerfallen. Ein vertrautes Beispiel der Thermalionisation ist die Flamme-Ionisation eines allgemeinen Feuers und das Bräunen (chemischer Prozess) Reaktionen in allgemeinen Nahrungsmittelsachen, die durch die Infrarotradiation während des Bratentyp-Kochens veranlasst sind.

Das Nichtionisieren elektromagnetischer Radiation

Der in Ionen nichtzerfallende Teil der elektromagnetischen Radiation besteht aus elektromagnetischen Wellen, dass (als individuelle Quanten oder Partikeln, sieh, Foton) sind nicht energisch genug, um Elektronen von Atomen oder Molekülen loszumachen, sie ionisierend. Diese schließen Funkwellen, Mikrowellen, infrarot, und (manchmal) sichtbares Licht ein. (Ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlung werden als das Ionisieren betrachtet.) Das Ereignis der Ionisation hängt von der Energie der individuellen Partikeln oder Wellen, und nicht auf ihrer Zahl ab. Eine intensive Überschwemmung von Partikeln oder Wellen wird Ionisation nicht verursachen, wenn diese Partikeln oder Wellen genug Energie nicht tragen in Ionen zu zerfallen, wenn sie die Temperatur eines Körpers zu einem Punkt hoch genug nicht erheben, um kleine Bruchteile von Atomen oder Molekülen durch den Prozess der Thermalionisation zu ionisieren (das verlangt relativ äußerste Strahlenenergien, jedoch).

Das elektromagnetische Spektrum ist die Reihe aller möglichen elektromagnetischen Strahlenfrequenzen. Das elektromagnetische Spektrum (gewöhnlich gerade Spektrum) eines Gegenstands ist der charakteristische Vertrieb der elektromagnetischen Radiation, die dadurch ausgestrahlt ist, oder davon gefesselt ist, den besondere jeter einwenden.

Sichtbares Licht

Licht oder sichtbares Licht, ist eine sehr schmale Reihe der elektromagnetischen Radiation einer Wellenlänge, die zum menschlichen Auge (ungefähr 400-700 nm) oder bis zu 380-750 nm sichtbar ist. Weit gehender kennzeichnen Physiker Licht als elektromagnetischer samuelradiation aller Wellenlängen, entweder sichtbar oder nicht.

Infrarot

Infrarotes (IR) Licht ist elektromagnetische Radiation mit einer Wellenlänge zwischen 0.7 und 300 Mikrometer, der zu einer Frequenzreihe zwischen etwa 1 und 430 THz entspricht.

IR Wellenlängen sind länger als dieses des sichtbaren Lichtes, aber kürzer als diese von terahertz Strahlenmikrowellen. Helles Sonnenlicht stellt ein Ausstrahlen des gerade Meters von mehr als 1 Kilowatt pro Quadrat auf Meereshöhe zur Verfügung. Dieser Energie sind 527 Watt Infrarotradiation, 445 Watt ist sichtbares Licht, und 32 Watt sind Ultraviolettstrahlung.

Mikrowelle

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen im Intervall von nicht weniger als einem Meter zu mindestens einem Millimeter, oder gleichwertig, mit Frequenzen zwischen 300 MHz (0.3 GHz) und 300 GHz. Diese breite Definition schließt sowohl UHF als auch EHF (Millimeter-Wellen) ein, und verschiedene Quellen verwenden verschiedene Grenzen. In allen Fällen schließt Mikrowelle das komplette SHF Band (3 bis 30 GHz, oder 10 bis 1 Cm) am Minimum mit der RF Technik ein, häufig die niedrigere Grenze an 1 GHz (30 Cm) und dem oberen ungefähr 100 GHz (3 Mm) stellend.

Funkwellen

Funkwellen sind ein Typ der elektromagnetischen Radiation mit Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum, das länger ist als Infrarotlicht. Wie alle anderen elektromagnetischen Wellen reisen sie mit der Geschwindigkeit des Lichtes. Natürlich vorkommende Funkwellen werden durch den Blitz, oder durch astronomische Gegenstände gemacht. Künstlich erzeugte Funkwellen werden für feste und bewegliche Radiokommunikation, Rundfunkübertragung, Radar und andere Navigationssysteme, Satellitenverkehr, Computernetze und unzählige andere Anwendungen verwendet. Verschiedene Frequenzen von Funkwellen haben verschiedene Fortpflanzungseigenschaften in der Atmosphäre der Erde; Langwellen können einen Teil der Erde sehr durchweg bedecken, kürzere Wellen können von der Ionosphäre nachdenken und um die Welt reisen, und viel kürzere Wellenlängen biegen sich oder denken sehr wenig und Reisen auf einer Gesichtslinie nach.

Sehr niedrige Frequenz (VLF)

Sehr niedrige Frequenz oder VLF beziehen sich auf Radiofrequenzen (RF) im Rahmen 3 bis 30 Kilohertz. Da es nicht viel Bandbreite in diesem Band des Radiospektrums gibt, werden nur die sehr einfachsten Signale, solcher bezüglich der Radionavigation verwendet. Auch bekannt als das myriameter Band oder die myriameter Welle als die Wellenlängen erstrecken sich von zehn bis einen myriameter (eine veraltete metrische Einheit, die 10 Kilometern gleich ist)

Äußerst niedrige Frequenz (ELF)

Äußerst niedrige Frequenz (ELF) ist ein Begriff, der gebraucht ist, um Strahlenfrequenzen von 3 bis 30 Hz zu beschreiben. In der Atmosphäre-Wissenschaft wird eine alternative Definition gewöhnlich von 3 Hz bis 3 Kilohertz gegeben. In der zusammenhängenden magnetosphere Wissenschaft, die niedrigere Frequenz, wie man betrachtet, liegen elektromagnetische Schwingungen (Herzschläge, die unter ~3 Hz vorkommen), in der ULF-Reihe, die so auch verschieden von den ITU Wellenbereichen definiert wird.

Thermalradiation (Hitze)

Thermalradiation, ein allgemeines Synonym für infrarot, wenn es bei auf der Erde häufig gestoßenen Temperaturen vorkommt, ist der Prozess, durch den die Oberfläche eines Gegenstands seine Thermalenergie in der Form von elektromagnetischen Wellen ausstrahlt. Die Infrarotradiation von einem allgemeinen Haushaltsheizkörper oder elektrischem Heizgerät ist ein Beispiel der Thermalradiation, wie die Hitze und das Licht (IR und sichtbare EM Wellen) ausgestrahlt durch eine glühende Glühglühbirne ist. Thermalradiation wird erzeugt, wenn die Hitze von der Bewegung von beladenen Partikeln innerhalb von Atomen zur elektromagnetischen Radiation umgewandelt wird. Die ausgestrahlte Welle-Frequenz der Thermalradiation ist ein Wahrscheinlichkeitsvertrieb, der nur von der Temperatur abhängt, und für einen schwarzen Körper wird durch das Gesetz von Planck der Radiation gegeben. Das Gesetz von Wien gibt die wahrscheinlichste Frequenz der ausgestrahlten Radiation, und das Gesetz von Stefan-Boltzmann gibt die Hitzeintensität.

Teile des elektromagnetischen Spektrums der Thermalradiation können in Ionen zerfallen, wenn der Gegenstand, der die Radiation ausstrahlt, heiß genug ist (hat eine genug hohe Temperatur). Ein allgemeines Beispiel solcher Radiation ist Sonnenlicht, das Thermalradiation vom Photobereich der Sonne ist, und das genug ultraviolettes Licht enthält, um Ionisation in vielen Molekülen und Atomen zu verursachen. Ein äußerstes Beispiel ist der Blitz von der Detonation einer Kernwaffe, die eine Vielzahl von in Ionen zerfallenden Röntgenstrahlen rein als ein Produkt ausstrahlt, die Atmosphäre um die Bombe zu äußerst hohen Temperaturen zu heizen.

Wie bemerkt, oben kann sogar niederfrequente Thermalradiation Temperaturionisation verursachen, wann auch immer es sich ablagert, erhebt genügend Thermalenergie dazu Temperaturen zu einem genug hohen Niveau. Allgemeine Beispiele davon sind die Ionisation (Plasma), das in allgemeinen Flammen und den molekularen Änderungen gesehen ist, die durch das "Bräunen" im Nahrungsmittelkochen verursacht sind, das ein chemischer Prozess ist, der mit einem großen Bestandteil der Ionisation beginnt.

Schwarze Körperradiation

Schwarze Körperradiation ist Radiation von einem idealisierten Heizkörper, der bei jeder Temperatur den maximalen möglichen Betrag der Radiation an jeder gegebenen Wellenlänge ausstrahlt. Ein schwarzer Körper wird auch die maximale mögliche Ereignis-Radiation an jeder gegebenen Wellenlänge absorbieren. Die Radiation hat ausgestrahlt bedeckt das komplette elektromagnetische Spektrum, und die Intensität (power/unit-area) an einer gegebenen Frequenz wird durch das Gesetz von Planck der Radiation diktiert. Ein schwarzer Körper bei Temperaturen an oder unter der Raumtemperatur würde so absolut schwarz scheinen, weil es kein Licht widerspiegeln würde. Theoretisch strahlt ein schwarzer Körper elektromagnetische Radiation über das komplette Spektrum von sehr niedrigen Frequenzfunkwellen bis Röntgenstrahlen aus. Die Frequenz, an der die schwarze Körperradiation am Maximum ist, wird durch das Versetzungsgesetz von Wien gegeben.

Entdeckung

Wilhelm Röntgen hat am 8. November 1895 entdeckt und hat Röntgenstrahlen genannt, als er mit einem Vakuum und einer Tube experimentiert hat, er hat eine Fluoreszenz auf einem nahe gelegenen Teller des gekleideten Glases bemerkt. In einem Monat hat er die Haupteigenschaften von Röntgenstrahlen entdeckt, die wir bis jetzt verstehen. Henri Becquerel hat gefunden, dass Uran-Salze fogging eines unbelichteten fotografischen Tellers verursacht haben, und Marie Curie entdeckt hat, dass nur bestimmte Elemente diese Strahlen der Energie abgegeben haben. Sie hat diese Verhaltensradioaktivität genannt.

Alphateilchen, Beta-Partikeln (beide 1899) und Gammastrahl-Radiation (1903) wurden von Ernest Rutherford durch das einfache Experimentieren entdeckt. Rutherford hat eine allgemeine radioaktive Quelle verwendet und hat beschlossen, dass die von der Quelle erzeugten Strahlen drei verschiedene Gebiete auf einem Schirm des reaktiven Materials geschlagen haben: einer von ihnen entsprechend einer positiven Anklage (Alpha), einer von ihnen (Beta) und einer von ihnen negativ seiend (Gamma) neutral seiend. Er hat den Umfang der Anklage durch ihre Position berechnet. Das Verwenden davon Daten, Rutherford hat beschlossen, dass diese Radiation aus drei verschiedenen Typen bestanden hat, und hat sie nach den ersten drei Briefen des griechischen Alphabet-Alphas, Betas und Gammas genannt.

Im Dezember 1899 haben Marie Curie und Pierre Curie Radium in pitchblende entdeckt. Dieses neue Element war zwei Millionen Male radioaktiver als Uran, wie beschrieben, durch Frau Curie.

Gebrauch der Radiation

In der Medizin

Radiation und radioaktive Substanzen werden für die Diagnose, Behandlung und Forschung verwendet. Röntgenstrahlen führen zum Beispiel Muskeln und anderes weiches Gewebe durch, aber werden durch dichte Materialien angehalten. Dieses Eigentum von Röntgenstrahlen ermöglicht Ärzten, gebrochene Knochen zu finden und Krebse ausfindig zu machen, die im Körper wachsen könnten. Ärzte finden auch bestimmte Krankheiten, indem sie eine radioaktive Substanz einspritzen und die abgegebene Radiation kontrollieren, als sich die Substanz durch den Körper bewegt. Für die Krebs-Behandlung verwendete Radiation wird ionisierende Strahlung genannt, weil es Ionen in den Zellen der Gewebe bildet, die es durchführt, weil es Elektronen von Atomen entfernt. Das kann Zellen töten oder Gene ändern, so können die Zellen nicht wachsen. Andere Formen der Radiation wie Funkwellen, Mikrowellen und leichte Wellen werden genannt in Ionen nichtzerfallend. Sie haben so viel Energie nicht und sind nicht im Stande, Zellen zu ionisieren.

In der Kommunikation

Alle modernen Nachrichtensysteme verwenden Formen der elektromagnetischen Radiation. Schwankungen in der Intensität der Radiation vertreten Änderungen im Ton, den Bildern oder der anderen Information, die wird übersendet. Zum Beispiel kann eine menschliche Stimme als eine Funkwelle oder Mikrowelle gesandt werden, indem sie die Welle sich ändern lässt, um Schwankungen in der Stimme zu entsprechen.

In der Wissenschaft

Forscher verwenden radioaktive Atome, um das Alter von Materialien zu bestimmen, die einmal ein Teil eines lebenden Organismus waren. Das Alter solcher Materialien kann durch das Messen des Betrags von radioaktivem Kohlenstoff geschätzt werden, den sie in der genannten Radiocarbon-Datierung eines Prozesses enthalten. Umweltwissenschaftler verwenden radioaktive als Leuchtspurgeschoss-Atome bekannte Atome, die Pfade zu identifizieren, die von Schadstoffen durch die Umgebung genommen sind.

Radiation wird verwendet, um die Zusammensetzung von Materialien in einem Prozess genannt Neutronaktivierungsanalyse zu bestimmen. In diesem Prozess bombardieren Wissenschaftler eine Probe einer Substanz mit Partikeln genannt Neutronen. Einige der Atome in der Probe absorbieren Neutronen und werden radioaktiv. Die Wissenschaftler können die Elemente in der Probe identifizieren, indem sie die ausgestrahlte Radiation studieren.

Siehe auch

• Hintergrundradiation, die sich wirklich auf die ionisierende Hintergrundstrahlung bezieht
• Čerenkov-Radiation
• Kosmische Mikrowellenhintergrundradiation, 3 K blackbody Radiation, die das Weltall füllt
• Elektromagnetisches Spektrum
• Falknerei der Radiation
• Ionisierende Strahlung
• Banane gleichwertige Dosis
• Nichtionisierende Strahlung
• Strahlungsenergie, Radiation durch eine Quelle in die Umgebungsumgebung.
• Strahlungsschaden - nachteilige Effekten auf Materialien und Geräte
• Das Strahlenhärten - das Bilden von Geräten, die gegen den Misserfolg in hohen Strahlenumgebungen widerstandsfähig

• Radiation hormesis - Dosierungsschwelle beschädigt Theorie
• Strahlenvergiftung - nachteilige Effekten auf das Leben bilden
• Radioaktive Verunreinigung
• Radioaktiver Zerfall
• Strahlenschutztagung, 1960 - durch die Internationale Labour Party Organisation

Links

• Gesundheitsphysik-Gesellschaftspublikum-Ausbildungswebsite
• Ionizing Radiation und Radon von der Weltgesundheitsorganisation